Kuliah: TUGAS BESAR : PENGAMAN ATM

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

a. Prosedur

b. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

c. Video Simulasi

6. Download File

1. Pendahuluan [kembali]

Mesin atm sendiri merupakan salah satu alat yang mampu mengeluarkan uang yang terdapat di dalam mesin tersebut. Uang tersebut hanya dapat dikeluarkan melalui prosedur khusus, sehingga uang yang di dalam mesin tersebut tidak dapat diambil dengan mudah. Untuk meningkatkan keamanan mesin atm, ruangan yang terdapat mesin atm dilengkapi dengan CCTV agar dapat mengawasi dan mengetahui identitas seseorang apabila melakukan kecurangan atau perusakan terhadap mesin atm.

Namun, Seiring berjalannya waktu, tingkat kriminalitas di dunia terus meningkat. Manusia mulai tidak segan-segan melakukan kejahatan untuk keuntungan pribadi. Salah satu contoh dari kasus kriminal yang saat ini adalah merusak mesin ATM. Meskipun telah dipasang CCTV, pelaku sering menggunakan berbagai cara agar wajah atau identitasnya tidak terbongkar. Bahkan, pelaku juga tidak segan-segan membongkar secara paksa agar dapat melakukan aksinya dengan cepat tanpa diketahui oleh masyarakat sekitar.

Untuk mencegah kejadian tersebut, keamanan mesin atm perlu ditingkatkan. Salah satu cara yang dapat digunakan adalah menggunakan alat atau instrumen khusus yang mampu mendeteksi dan melumpuhkan kriminal saat melakukan aksinya.

2. Tujuan [kembali]

Mengetahui jenis-jenis sensor, rangkaian op-amp dan konfigurasi transistor
Mengetahui karakteristik sensor, op-amp dan transistor pada rangkaian
Mampu menyusun rangkaian menggunakan op-amp dan transistor dalam kehidupan sehari-hari

3. Alat dan Bahan [kembali]

A. Alat

Instrumen

1) Voltmeter DC

Difungsikan guna mengukur besarnya tegangan listrik yang terdapat dalam suatu rangkaian listrik. Dimana, untuk penyusunannya dilakukan secara paralel sesuai pada lokasi komponen yang sedang diukur.

Terminals Mode

1) Power Supply

Berfungsi untuk memberikan tegangan sumber pada rangkaian

Input voltage: 5V-12V

Output voltage: 5V

Output Current: MAX 3A

Output power:15W

conversion efficiency: 96%

Generator

1) Baterai

Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yangtersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya.

B. Bahan

1) Transistor NPN BC547

Transistor merupakan alat semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutus atau penyambung sinyal (switching), stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya. Transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu basis, kolektor, dan emitor. Pada rangkaian kali ini digunakan transistor BC547 bertipe NPN.

Spesifikasi dan konfigurasi pin:

2) Resistor

Resistor merupakan komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya.

Spesifikasi:

Cara menghitung nilai resistor:

3) Dioda

Untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam Rangkaian Elektronika. Dioda pada umumnya mempunyai 2 Elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.

4) Op-Amp 741

IC UA 741 adalah Op-amp (penguat operasional) tujuan umum dan dianggap sempurna dalam aplikasi pengikut tegangan karena tidak ada fungsi latch-up. Selain itu, kisaran tegangan input daya adalah mode umum tinggi. IC ini adalah Op-amp berkinerja tinggi yang dirancang dengan chip silikon tunggal.

Spesifikasi dan konfigurasi pin:

Spesifikasi dari IC UA741 meliputi berikut ini:

• Supply tegangan ±18V

• Perbedaan tegangan input daya adalah ±15V

• Rasio penolakan mode umum adalah 90dB

• Amplifikasi tegangan diferensial adalah 200V/mv

• Arus supply adalah 1.5mA

• Pin ini dapat diakses dalam berbagai paket seperti paket 8-Pin PDIP, VSSOP, & SOIC

IC UA741 terdiri dari 8-pin, Konfigurasi:

• Pin1 & Pin5 (Offset N1 & N2): Pin ini digunakan untuk mengatur tegangan offset jika perlu

• Pin2 (IN-): Pin Inverting Op-amp

• Pin3 (IN +): Pin Non-inverting dari Op-amp

• Pin4 (Vcc-): Pin ini terhubung ke ground jika tidak rel negatif

• Pin6 (Output): output daya pin Op-amp

• Pin7 (Vcc +): Pin ini terhubung ke + ve rail dari supply tegangan

• Pin8 (NC): Tidak ada koneksi

Komponen input:

A. Resistor

Resistor adalah komponen elektronika pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Resitor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm (V = I.R )

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel di bawah ini adalah keterangn nilai pada warna-warna yang teradapat pada resistor:

Perhitungan untuk resistor dengan 4 gelang warna :

• Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-1 (pertama)

• Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-2

• Masukkan Jumlah nol dari kode warna gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n)

• Gelang ke 4 merupakan toleransi dari nilai resistor tersebut

Perhitungan untuk resistor dengan 5 gelang warna :

• Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-1 (pertama)

• Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-2

• Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-3

• Masukkan Jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n)

• Gelang ke 5 merupakan toleransi dari nilai resistor tersebut.

Rumus menghitung resistansi total berdasarkan susunan rangkaiannya:

B. Transistor NPN

Transistor merupakan alat semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutus atau penyambung sinyal, stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya. Transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu basis, kolektor, dan emitor. Transistor ini diperumpamakan sebagai saklar, yaitu ketika kaki basis diberi arus, maka arus pada kolektor akan mengalir ke emiter yang disebut dengan kondisi ON. Sedangkan ketika kaki basis tidak diberi arus, maka tidak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor yang disebut dengan kondisi OFF. Namun, jika arus yang diberikan pada kaki basis melebihi arus pada kaki kolektor atau arus pada kaki kolektor adalah nol (karena tegangan kaki kolektor sekitar 0,2 - 0,3 V), maka transistor akan mengalami cutoff (saklar tertutup).

Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebut sebagai basis, kolektor, dan emitor.

• Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.

• Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.

• Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.

C. Baterai

Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik. Ketika baterai memasok daya listrik, terminal positifnya adalah katode dan terminal negatifnya adalah anoda. Terminal bertanda negatif adalah sumber elektron yang akan mengalir melalui rangkaian listrik eksternal ke terminal positif. Ketika baterai dihubungkan ke beban listrik eksternal, reaksi redoks mengubah reaktan berenergi tinggi ke produk berenergi lebih rendah, dan perbedaan energi-bebas dikirim ke sirkuit eksternal sebagai energi listrik. Secara historis istilah "baterai" secara khusus mengacu pada perangkat yang terdiri dari beberapa sel, namun penggunaannya telah berkembang untuk memasukkan perangkat yang terdiri dari satu sel.

Prinsip operasi

Baterai mengubah energi kimia langsung menjadi energi listrik. Baterai terdiri dari sejumlah sel volta. Tiap sel terdiri dari 2 sel setengah yang terhubung seri melalui elektrolit konduktif yang berisi anion dan kation. Satu sel setengah termasuk elektrolit dan elektrode negatif, elektrode yang di mana anion berpindah; sel-setengah lainnya termasuk elektrolit dan elektrode positif di mana kation berpindah. Reaksi redoks akan mengisi ulang baterai. Kation akan tereduksi (elektron akan bertambah) di katode ketika pengisian, sedangkan anion akan teroksidasi (elektron hilang) di anode ketika pengisian. Ketika digunakan, proses ini dibalik. Elektrodanya tidak bersentuhan satu sama lain, tetapi terhubung via elektrolit. Beberapa sel menggunakan elektrolit yang berbeda untuk tiap sel setengah. Sebuah separator dapat membuat ion mengalir di antara sel-setengah dan bisa menghindari pencampuran elektrolit.

D. Op-Amp

Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai penguat sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa transistor, dioda, resistor dan kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan penguat operasional.

Secara umum, Operational Amplifier (Op-Amp) yang ideal memiliki karakteristik sebagai berikut :

• Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)

• Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)

• Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)

• Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)

• Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)

• Karakteristik tidak berubah dengan suhu

Detektor Inverting

Rumus:

Inverting amplifier

Rumus:

Non inverting amplifier

Rumus:

Voltage Follower

Rumus

Differential Amplifier

Rumus:

E. Motor DC

Motor listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai motor arus searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya.

Prinsip Kerja Motor DC

Terdapat dua bagian utama pada sebuah motor listrik DC, yaitu stator dan rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan rotor adalah bagian yang berputar, terdiri dari kumparan jangkar. Pada prinsipnya motor DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan sebaliknya. Karena kutub utara dan selatan kumparan bertemu maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.

Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.

F. LED

LED merupakan sebuah komponen yang menghasilkan cahaya monokromatik ketika diberi tegangan. LED terbuat dari semikonduktor dan perbedaan warna yang dihasilkan disebabkan perbedaan bahan semikonduktor yang digunakan.

LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

G. Sensor Infrared

Sensor Infrared adalah komponen elektronika yang dapat mendeteksi benda ketika cahaya infra merah terhalangi oleh benda. Sensor infared terdiri dari led infrared sebagai pemancar sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah modul yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.

Prinsip Kerja Sensor Infrared

Ilustrasi prinsip kerja sensor infrared

Grafik Respon Sensor Infrared

Gambar 4. Grafik respon sensor infrared

Grafik menunjukkan hubungan antara resistansi dan jarak potensial untuk sensitivitas rentang antara pemancar dan penerima inframerah. Resistor yang digunakan pada sensor mempengaruhi intensitas cahaya inframerah keluar dari pemancar. Semakin tinggi resistansi yang digunakan, semakin pendek jarak IR Receiver yang mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih rendah dari IR Transmitter. Sementara semakin rendah resistansi yang digunakan, semakin jauh jarak IR Receiver mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih tinggi dari IR Transmitter.

H. Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara.

I. Relay

Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau swirch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch). Komponen elektronika ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Berikut adalah simbol dari komponen relay.

Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :

• Electromagnet (Coil)

• Armature

• Switch Contact Point (Saklar)

• Spring

J. Sound Sensor

Sensor suara adalah sebuah alat yang mampu mengubah gelombang Sinusioda suara menjadi gelombang sinus energi listrik (Alternating Sinusioda Electric Current). Sensor suara berkerja berdasarkan besar/kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang juga terdapat sebuah kumparan kecil di balik membran tadi naik & turun. Oleh karena kumparan tersebut sebenarnya adalah ibarat sebuah pisau berlubang-lubang, maka pada saat ia bergerak naik-turun, ia juga telah membuat gelombng magnet yang mengalir melewatinya terpotong-potong. Kecepatan gerak kumparan menentukan kuat-lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.

Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya merubah besaran suara menjadi besaran listrik, dan dipasaran sudah begitu luas penggunaannya. Komponen yang termasuk dalam Sensor suara yaitu electric condenser microphone atau mic kondenser.

Intensitas suara adalah ukuran dari "aliran energi melewati satuan luas per satuan waktu" dan unit pengukuran adalah W/m2 Probe intensitas suara mikrofon ini dirancang untuk menangkap intensitas suara bersama dengan unit arah aliran sebagai besaran vektor. Hal ini dicapai dengan menggabungkan lebih dari satu mikrofon di probe untuk mengukur aliran energi suara. mikrofon konvensional dapat mengukur tekanan suara (unit: Pa), yang mewakili intensitas bunyi di tempat tertentu (satu titik), tetapi dapat mengukur arah aliran. Mikrofon intensitas bunyi Oleh karena itu digunakan untuk sumber suara memeriksa dan untuk mengukur kekuatan suara.

K. Sensor Vibration

Vibration sensor / Sensor getaran ini memegang peranan penting dalam kegiatan pemantauan sinyal getaran karena terletak di sisi depan (front end) dari suatu proses pemantauan getaran mesin. Secara konseptual, sensor getaran berfungsi untuk mengubah besar sinyal getaran fisik menjadi sinyal getaran analog dalam besaran listrik dan pada umumnya berbentuk tegangan listrik. Pemakaian sensor getaran ini memungkinkan sinyal getaran tersebut diolah secara elektrik sehingga memudahkan dalam proses manipulasi sinyal, diantaranya:

- Pembesaran sinyal getaran

- Penyaringan sinyal getaran dari sinyal pengganggu.

- Penguraian sinyal, dan lainnya.

Sensor getaran dipilih sesuai dengan jenis sinyal getaran yang akan dipantau. Karena itu, sensor getaran dapat dibedakan menjadi:

- Sensor penyimpangan getaran (displacement transducer)

- Sensor kecepatan getaran (velocity tranducer)

- Sensor percepatam getaran (accelerometer).

Pemilihan sensor getaran untuk keperluan pemantauan sinyal getaran didasarkan atas pertimbangan berikut:

- Jenis sinyal getaran

- Rentang frekuensi pengukuran

- Ukuran dan berat objek getaran.

- Sensitivitas sensor

Berdasarkan cara kerjanya sensor dapat dibedakan menjadi:

- Sensor aktif, yakni sensor yang langsung menghasilkan tegangan listrik tanpa perlu catu daya

(power supply) dari luar, misalnya Velocity Transducer.

- Sensor pasif yakni sensor yang memerlukan catu daya dari luar agar dapat berkerja.

L. Sensor Pir

Sensor PIR (Passive Infra Red) adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sensor PIR bersifat pasif, artinya sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah tetapi hanya menerima radiasi sinar infra merah dari luar.

Spesifikasi:

Input Voltage: DC 4.5-20V

Static current: 50uA

Output signal: 0,3V (Output high when motion detected)

Sentry Angle: 110 degree

Sentry Distance: max 6/7 m

Shunt for setting overide trigger: H - Yes, L - No

M. Sensor Flame

Spesifikasi :

- Jangkauan spektrum : 760 - 1100 (nm)

- Sudut yang terdeteksi : 0° - 60°

- Catu Daya : 3,3V - 5,3V

- Temperatur Kerja : -25°C sampai 85°C

- Dimensi : 27,3 x 15,4 (mm

Prinsip Flame Detektor tersebut menggunakan metode optik yang bekerja seperti UV (ultraviolet) dan IR (infrared), pencitraan visual api, serta spektroskopi yang berfungsi untuk mengidentifikasi percikan api atau flame. Reaksi intens bahan yang memicu kebakaran dapat ditandai dari UV, terlihatnya emisi karbondioksida, dan radiasi dari infrared. Flame Detector juga mampu membedakan antara False Alarm atau peringatan palsu dengan api kebakaran sungguhan melalui komponen sistem yang dirancang dengan fungsi mendeteksi adanya penyerapan cahaya yang terjadi pada gelombang tertentu.

Tingkat potensi risiko kebakaran dari setiap jenis bahan semakin meluas mengingat semakin canggihnya teknologi penginderaan api atau teknologi Flame Sensing. Pada umumnya bahan bakar industri yang tergolong mudah terbakar antara lain: bensin, hidrogen, belerang, alkohol, LNG/LPG, minyak tanah, kertas, disel, kayu, jet bahan bakar, tekstil, ethylene, dan pelarut.

Teknologi Flame Sensing yang umum digunakan adalah teknologi Visual Flame Imaging, UV atau ultraviolet, MSIR atau Multi-Spectrum Infrared, dan UV/IR yang merupakan gabungan dari ultraviolet/infrared. Keempat teknologi tersebut dirancang berdasarkan dengan deteksi radiasi line-of-sight yang berasal dari visible, UV, hingga IR spectral bands oleh percikan api.

Untuk memilih di antara empat teknologi tersebut, penting sekali untuk memenuhi persyaratan mengenai aplikasi pemantauan api, termasuk di dalamnya adalah jangkauan deteksi, durasi waktu merespon, FOV (Field of View), dan kekebalan terhadap false alarm tertentu, serta self diagnostik.

N. Sensor Tekanan

Sensor tekanan menggunakan elemen piezoresistif untuk mengubah tekanan menjadi sinyal listrik. Elemen piezoresistif adalah bahan yang tahanannya berubah ketika mengalami tekanan. Ketika tekanan diterapkan pada sensor, elemen piezoresistif berubah bentuk, yang menyebabkan perubahan resistansi. Perubahan resistansi ini kemudian diubah menjadi sinyal listrik oleh sirkuit elektronik.

4. Dasar Teori [kembali]

A. Resistor

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di tubuh resistor :

Perhitungan untuk resistor dengan 4 gelang warna :

• Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-1 (pertama)

• Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-2

• Masukkan Jumlah nol dari kode warna gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n)

• Gelang ke 4 merupakan toleransi dari nilai resistor tersebut

Perhitungan untuk resistor dengan 5 gelang warna :

• Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-1 (pertama)

• Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-2

• Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-3

• Masukkan Jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n)

• Gelang ke 5 merupakan toleransi dari nilai resistor tersebut.

Rumus:

B. Transistor NPN

Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebut sebagai basis, kolektor, dan emitor.

• Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.

• Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.

• Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.

Fixed Bias

Voltage Divider

Emitter Stabilzed Bias

Rumus:

C. Baterai

Prinsip operasi

D. Op-Amp

Secara umum, Operational Amplifier (Op-Amp) yang ideal memiliki karakteristik sebagai berikut :

• Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)

• Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)

• Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)

• Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)

• Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)

• Karakteristik tidak berubah dengan suhu

Detektor Inverting

Rumus:

Inverting amplifier

Rumus:

Non inverting amplifier

Rumus:

Voltage Follower

Rumus

Differential Amplifier

Rumus:

E. Motor DC

Prinsip Kerja Motor DC

F. LED

G. Sensor Infrared

Prinsip Kerja Sensor Infrared

Grafik respon sensor infrared

H. Buzzer

I. Relay

Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :

• Electromagnet (Coil)

• Armature

• Switch Contact Point (Saklar)

• Spring

J. Sensor Vibration

- Pembesaran sinyal getaran

- Penyaringan sinyal getaran dari sinyal pengganggu.

- Penguraian sinyal, dan lainnya.

Sensor getaran dipilih sesuai dengan jenis sinyal getaran yang akan dipantau. Karena itu, sensor getaran dapat dibedakan menjadi:

- Sensor penyimpangan getaran (displacement transducer)

- Sensor kecepatan getaran (velocity tranducer)

- Sensor percepatam getaran (accelerometer).

Pemilihan sensor getaran untuk keperluan pemantauan sinyal getaran didasarkan atas pertimbangan berikut:

- Jenis sinyal getaran

- Rentang frekuensi pengukuran

- Ukuran dan berat objek getaran.

- Sensitivitas sensor

Berdasarkan cara kerjanya sensor dapat dibedakan menjadi:

- Sensor aktif, yakni sensor yang langsung menghasilkan tegangan listrik tanpa perlu catu daya

(power supply) dari luar, misalnya Velocity Transducer.

- Sensor pasif yakni sensor yang memerlukan catu daya dari luar agar dapat berkerja.

Spesifikasi :

- Vsuplai : DC 3.3V-5V

- Arus : 15mA

- Sensor : SW-420 Normally Closed

- Output : digital

- Dimensi : 3,8 cm x 1,3 cm x 0,7 cm

- Berat : 10 g

Grafik perbandingan frekuensi dengan sensitivitas sensor getaran :

K. Sensor Pir

Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sesuai dengan namanya sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor PIR terdiri dari beberapa bagian yaitu :

Fresnel Lens --> Lensa Fresnel pertama kali digunakan pada tahun 1980an. Digunakan sebagai lensa yang memfokuskan sinar pada lampu mercusuar. Penggunaan paling luas pada lensa Fresnel adalah pada lampu depan mobil, di mana mereka membiarkan berkas parallel secara kasar dari pemantul parabola dibentuk untuk memenuhi persyaratan pola sorotan utama.

IR Filter -->IR Filter dimodul sensor PIR ini mampu menyaring panjang gelombang sinar infrared pasif antara 8 sampai 14 mikrometer, sehingga panjang gelombang yang dihasilkan dari tubuh manusia yang berkisar antara 9 sampai 10 mikrometer ini saja yang dapat dideteksi oleh sensor. Sehingga Sensor PIR hanya bereaksi pada tubuh manusia saja.

Pyroelectric Sensor -->Seperti tubuh manusia yang memiliki suhu tubuh kira-kira 32 derajat celcius, yang merupakan suhu panas yang khas yang terdapat pada lingkungan. Pancaran sinar inframerah inilah yang kemudian ditangkap oleh Pyroelectric sensor yang merupakan inti dari sensor PIR ini sehingga menyebabkan Pyroelectic sensor yang terdiri dari galium nitrida, caesium nitrat dan litium tantalate menghasilkan arus listrik.

Amplifier -->Sebuah sirkuit amplifier yang ada menguatkan arus yang masuk pada material pyroelectric.

Komparator-->Setelah dikuatkan oleh amplifier kemudian arus dibandingkan oleh komparator sehingga mengahasilkan output.

Blok diagram sensor pir

Sensor PIR memiliki jangkauan jarak yang bervariasi, tergantung karakteristik sensor. Proses penginderaan sensor PIR dapat digambarkan sebagai berikut:

Jangkauan sensor pir

Pada umumnya sensor PIR memiliki jangkauan pembacaan efektif hingga 5 meter, dan sensor ini sangat efektif digunakan sebagai human detector.

L. Sensor Flame

Salah satu detektor yang memiliki fungsi terpenting adalah detektor api atau yang biasa disebut dengan Flame Detector yang mampu mengaktifkan alarm bila mendeteksi adanya percikan api yang berisiko menyebabkan bencana kebakaran. Namun, saat memilih Flame Detector, pengguna diharuskan telah benar-benar paham atas prinsip dari alat detektor tersebut dan meninjaunya demi mendapatkan Flame Detector yang sesuai dengan aktivitas di dalam lokasi dan tingkat kebutuhannya, serta bagaimana konsekuensi risiko yang mungkin terjadi.

Respon sensor flame terhadap waktu

M. Sensor Tekanan

Sensor tekanan piezoresistif menggunakan elemen piezoresistif untuk mengubah tekanan menjadi sinyal listrik. Elemen piezoresistif adalah bahan yang tahanannya berubah ketika mengalami tekanan. Ketika tekanan diterapkan pada sensor, elemen piezoresistif berubah bentuk, yang menyebabkan perubahan resistansi. Perubahan resistansi ini kemudian diubah menjadi sinyal listrik oleh sirkuit elektronik.

Pada umumnya, sensor tekanan mampu mendeteksi tekanan hingga 115 kPa yang dimana besar tegangan output dari sensor tersebut akan semakin besar jika tekanan yang diterima oleh sensor juga semakin besar.

5. Percobaan [kembali]

a. Prosedur [kembali]

Siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi alat dan bahan terletak sesuai dengan gambar pada bagian rangkaian simulasi.
Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
Hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
Atur animasi rangkaian sesuai dengan kebutuhan
Jalankan rangkaian, jika tidak terjadi error maka rangkaian tersebut sudah tersusun dengan benar

b. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]

Rangkaian Pengaman ATM

1. Sensor api

Ketika pencuri berusaha membobol ATM menggunakan las, maka sensor api akan mendeteksi api dari las yang ditunjukkan dengan logic state bernilai 1. Sensor akan mengeluarkan sinyal output yang diumpankan ke kaki non inverting op-amp yang menggunakan rangkaian voltage follower. Tegangan output op-amp tersebut diumpankan kaki basis transistor dengan konfigurasi fixed bias. Hal tersebut membuat transistor aktif yang ditunjukkan dengan tegangan pada kaki basis dan emitor (V BE) bernilai lebih dari 0,7 sehingga arus dari kolektor akan melewati kumparan relay menuju ke kaki emitor dan ke ground. Ketika arus tersebut melewati kumparan relay, akan terjadi induksi elektromagnetik sehingga swtich pada relay akan berpindah dan membuat rangkaian output yang terhubung dengan switch relay tersebut menjadi rangkaian tertutup. Dengan demikian ruangan atm akan terkunci dan melepaskan gas nitrogen oksida (NOx) untuk melumpuhkan pelaku serta membunyikan alarm.

Rangkaian sensor flame

2. Sensor Vibration

Ketika pencuri berusaha membobol ATM menggunakan gergaji, maka sensor vibration akan mendeteksi getaran dari gergaji yang ditunjukkan dengan logic state bernilai 1. Sensor akan mengeluarkan sinyal output yang diumpankan ke kaki non inverting op-amp yang menggunakan rangkaian non inverting amplifier. Tegangan output op-amp tersebut diumpankan kaki basis transistor dengan konfigurasi emitter stabilizer bias. Hal tersebut membuat transistor aktif yang ditunjukkan dengan tegangan pada kaki basis dan emitor (V BE) bernilai lebih dari 0,7 sehingga arus dari kolektor akan melewati kumparan relay menuju ke kaki emitor dan ke ground. Ketika arus tersebut melewati kumparan relay, akan terjadi induksi elektromagnetik sehingga swtich pada relay akan berpindah dan membuat rangkaian output yang terhubung dengan switch relay tersebut menjadi rangkaian tertutup. Dengan demikian ruangan atm akan terkunci dan melepaskan gas nitrogen oksida (NOx) untuk melumpuhkan pelaku serta membunyikan alarm.

Rangkaian sensor vibration

3. Sensor Tekanan

Ketika pencuri pencuri berhasil membuka brankas ATM, maka tekanan yang terukur oleh sensor tekanan akan menurun begitu pula tegangan output dari sensor. Tegangan output sensor diumpankan ke kaki inverting op-amp dengan menggunakan rangkaian detektor inverting yang dimana pada kaki non inverting op-amp dihubungkan dengan potensiometer dan power supply. Dikarenakan tegangan output pada sensor rendah, maka tegangan pada kaki inverting juga rendah sehingga lebih kecil dari tegangan pada kaki non inverting op-amp. Hal ini membuat tegangan output op-amp bernilai + V saturasi yang akan diumpankan kaki basis transistor dengan konfigurasi voltage divider. Hal tersebut membuat transistor aktif yang ditunjukkan dengan tegangan pada kaki basis dan emitor (V BE) bernilai lebih dari 0,7 sehingga arus dari kolektor akan melewati kumparan relay menuju ke kaki emitor dan ke ground. Ketika arus tersebut melewati kumparan relay, akan terjadi induksi elektromagnetik sehingga swtich pada relay akan berpindah dan membuat rangkaian output yang terhubung dengan switch relay tersebut menjadi rangkaian tertutup. Dengan demikian ruangan atm akan terkunci dan melepaskan gas nitrogen oksida (NOx) untuk melumpuhkan pelaku serta membunyikan alarm.

Rangkaian sensor tekanan

Output sensor flame, vibration dan tekanan

4. Sensor Infrared

Ketika pencuri menutup CCTV ATM, maka sensor infrared tidak dapat mendeteksi cahaya infrared pada ruangan yang ditunjukkan dengan logic state bernilai 0. Sensor tidak akan mengeluarkan sinyal output yang diumpankan ke kaki inverting op-amp yang menggunakan rangkaian inverting amplifier. Hal ini membuat tegangan output op-amp bernilai nol sehingga ketika tegangan output tersebut diumpankan kaki basis transistor dengan konfigurasi fixed bias, tegangan pada kaki basis dan emitor (V BE) tidak berkurang dan bernilai lebih dari 0,7 sehingga transistor menjadi aktif. Hal ini membuat arus dari kolektor akan melewati kumparan relay menuju ke kaki emitor dan ke ground. Ketika arus tersebut melewati kumparan relay, akan terjadi induksi elektromagnetik sehingga swtich pada relay akan berpindah dan membuat rangkaian output yang terhubung dengan switch relay tersebut menjadi rangkaian tertutup. Dengan demikian alarm pada ruangan ATM akan berbunyi.

Sensor Infrared digunakan ketika pelaku mencoba menutupi CCTV. Ketika CCTV ditutupi, sensor akan mendeteksi hal tersebut dan akan menghasilkan tegangan yang akan diperkuat melalui Op-Amp Non Inverting Amplifier dan membuat transistor aktif sehingga relay juga aktif. Dengan aktifnya relay, maka rangkaian output yang terhubung pada sensor infrared akan ikut aktif dan mengeluarkan alarm atau buzzer di ruangan keamanan ATM atau di ruangan tersebut.

Rangkaian sensor infrared

5. Sensor PIR

Ketika terdapat seseorang berusaha mendekatkan diri untuk membuka brankas ATM, sensor PIR akan mendeteksi gerakan orang tersebut yang ditunjukkan dengan logic state bernilai 1. Sensor akan mengeluarkan sinyal output yang diumpankan ke kaki non inverting op-amp yang menggunakan rangkaian differential amplifier. Tegangan output op-amp tersebut diumpankan kaki basis transistor dengan konfigurasi voltage divider bias. Hal tersebut membuat transistor aktif yang ditunjukkan dengan tegangan pada kaki basis dan emitor (V BE) bernilai lebih dari 0,7 sehingga arus dari kolektor akan melewati kumparan relay menuju ke kaki emitor dan ke ground. Ketika arus tersebut melewati kumparan relay, akan terjadi induksi elektromagnetik sehingga swtich pada relay akan berpindah dan membuat rangkaian output yang terhubung dengan switch relay tersebut menjadi rangkaian tertutup. Dengan demikian alarm pada ruangan ATM akan berbunyi.